This thesis presents the results of an investigation of factors which influence the geotechnical properties of frozen mine backfill (FMB). FMB has extensive application potential for mining in permafrost areas. The uniaxial compressive strength (UCS) of hardened backfill is often used to evaluate mine backfill stability. However, the deformation behaviour and stiffness of the FMB are also key design properties of interest. In this thesis, uniaxial compressive tests were conducted on FTB and FCPB samples. Information about the geotechnical properties of FMB is obtained. The effects of FMB mix components and vertical compression pressure on the geotechnical properties of FMB are discussed and summarized. An optimum total water content of 25%-35% is found in which the strength and the modulus of elasticity of the FTB are 1.4-3.2 MPa and 35-58 MPa, respectively. It is observed that a small amount (3-6%) of cement can significantly change the geotechnical properties of FTB.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζονται τα χαρακτηριστικά των υποθαλάσσιων αποθέσεων της ερυθράς ιλύος που καλύπτουν τεράστια έκταση του πυθμένα του κεντρικού Κορινθιακού κόλπου και προκύπτουν ως μεταλλευτικό κατάλοιπο της επεξεργασίας βωξιτών για την παραγωγή αλουμινίου. / In the present diplomatic work are examined the characteristics of submarine red mud tailings that cover enormous extent of seabed of central corinthian gulf and result as mining residue of treatment of bauxites for the production of aluminium.

A presença de elevada carga nitrogenada em corpos hídricos pode causar sérios impactos ambientais como a eutrofização e a toxicidade do meio. Um dos processos que possibilitam a remoção de nitrogênio de efluentes é a adsorção, na qual o uso de adsorventes alternativos tem sido aplicado para o aproveitamento de resíduos e redução dos custos no processo. Dentro deste contexto, o processo de extração e beneficiamento do carvão fóssil na Região Sul do Brasil produz um rejeito (RB) com características que possibilitam sua aplicação na síntese de zeólitas, as quais podem ser utilizadas como adsorventes. Assim, o objetivo da presente tese foi avaliar a remoção do íon amônio de soluções aquosas por adsorção utilizando-se zeólitas naturais e sintetizadas a partir do rejeito RB. Em um primeiro momento, experimentos de adsorção foram conduzidos utilizando-se zeólita Na-clinoptilolita para conhecimento dos parâmetros termodinâmicos e da capacidade de regeneração do material. Posteriormente, a síntese de zeólitas utilizando rejeito RB foi realizada variando-se a fonte de alumínio, o emprego da agitação do meio durante a síntese e temperatura de calcinação do rejeito. A caracterização dos materiais foi feita através das técnicas de Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada a Espectroscopia por Dispersão em Energia (MEV-EDS), Potencial Zeta (PZ), Fluorescência de Raios X (FRX), Porosimetria de Nitrogênio (BET), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Capacidade de Troca Catiônica (CTC). Por fim, experimentos de adsorção de amônio foram feitos para o material que apresentou o maior conteúdo de íons sódio em sua composição. Quanto aos estudos com a Na-clinoptilolita, o estudo termodinâmico demostrou que a constante de equilíbrio (K0) da adsorção da zeólita estimada por diferentes métodos pode apresentar variação de até 105 de um método para outro. O estudo em questão também revelou que o método de Gaines e Thomas é o mais adequado para a estimativa dos parâmetros termodinâmicos. Nos testes de regeneração da zeólita utilizando-se solução NaCl de 0,5 a 3,0 M foram obtidos valores acima de 76% de regeneração para toda faixa de concentração avaliada, sem o reuso da solução de NaCl. Os testes feitos com o reuso da solução salina na etapa da dessorção permitiram concluir que é possível tratar até 160 mL de efluente utilizando-se somente 20 mL de solução NaCl 1,0 M, mantendo-se uma capacidade de adsorção equivalente a 80% da capacidade original da zeólita. Através da aplicação de diferentes condições de síntese utilizando o rejeito RB, foram obtidos sete diferentes materiais. O material que apresentou maior conteúdo de Na+ em sua composição foi obtido utilizando-se: pré-tratamento do rejeito com calcinação a 800 °C, síntese sem agitação do meio reacional e sem adição de fonte de alumínio. As análises do material indicaram formação de zeólitas dos tipos SOD e LTA. Quanto à adsorção de íons amônio, o mesmo apresentou capacidade de adsorção (qe) equivalente a 6,8 mg·g-1 (a 25ºC), que corresponde a 34 % do valor obtido para a Na-clinoptilolita, indicando que a síntese ainda necessita de melhoramentos para tornar o material mais competitivo frente à zeólita natural comercializada. / The presence of high nitrogen loading in water bodies can cause serious environmental impacts, such as eutrophication and toxicity of the medium. One of the process that enables nitrogen removal from effluents is adsorption, in which the use of alternative adsorbents have been applied in order to reuse wastes from other production processes and for lowering costs. Within this context, the coal mining and beneficiation in southern Brazil generates a waste with features that allow its application in zeolite synthesis. Thus, the objective of this thesis was to evaluate the removal of ammonium from aqueous solutions by adsorption using a natural zeolite and a zeolite synthesized from coal beneficiation tailings. Firstly, adsorption experiments were conducted using the natural zeolite Na-clinoptilolite in order to understand the thermodynamics and regeneration of process. Then, zeolite synthesis experiments using coal beneficiation tailings (RB) were conducted by varying the source of aluminum, stirring during crystallization step, and the calcination temperature applied to RB. The characterization of materials was made through the techniques of X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy coupled to Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), Zeta Potential (ZP), X-rays Fluorescence (XRF), Porosimetry of Nitrogen (BET), Infrared Spectroscopy Fourier Transform (FTIR) and Cation Exchange Capacity (CEC). Finally, a test of ammonium adsorption was made with the material that had the highest content of Na+ in its composition. Regarding the studies with Na-clinoptilolite, the thermodynamic study showed that the equilibrium constant (K0) to adsorption process estimated through different approaches can present variation of up to 105 from one method to another. This study also revealed that the Gaines and Thomas method was the most adequate to the estimative of thermodynamic parameters. In the Na-clinoptilolite regeneration tests using NaCl solution from 0.5 to 3.0 M were obtained values above 76% regeneration to whole concentration range evaluated, without the reuse of NaCl solution. Tests made with the reuse of saline solution in the desorption step showed that it is possible to treat up to 160 mL of effluent using only 20 mL of NaCl solution, maintaining an adsorption capacity of 80 % of zeolite original capacity. By applying different synthesis conditions using the by-product of coal processing, seven different materials were obtained. The material with the highest content of Na+ was obtained using: calcination at 800°C as a thermal pretreatment applied to the waste, no stirring of the reaction during crystallization step and no additional aluminum source. The analysis of this material indicated formation of zeolites SOD and LTA. This same material was tested for the adsorption of ammonium, resulting in adsorption capacity (qe) of 6.8 m2·g-1, under the same conditions as the test with Na-clinoptilolite (at 25 ºC), which corresponds to 34 % of Na-clinoptilolite capacity, indicating that the synthesis still need some improvement in order to make the synthetic material competitive faced with the natural one.

Depósitos de rejeitos de carvão proporcionam uma série de problemas ambientais, pois ocupam uma grande área física, modificam o relevo, a paisagem e geram a drenagem ácida de minas (DAM). Assim, o objetivo do presente trabalho foi realizar a caracterização do material em um depósito de rejeitos da Carbonífera Criciúma S/A, de forma a avaliar a possibilidade de separação de três frações para futura reutilização: (a) uma fração de densidade baixa, rica em carvão para uso energético; (b) uma fração de densidade intermediária, com predomínio de materiais inertes; (c) uma fração de densidade alta, para uso comercial da pirita. A metodologia do trabalho consistiu na coleta de amostras e caracterização do material. A caracterização incluiu a análise granulométrica, estudos de afunda-flutua em meios densos e análises do material em termos de teor de cinzas e enxofre total. Os resultados demonstraram que 68% do material apresentam granulometria grosseira (entre 50,8 mm e 2,0 mm), 15% granulometria fina (entre 2,0 e 0,1 mm) e que 17% correspondem ao lodo proveniente das bacias de decantação. Os estudos indicam que é possível, por beneficiamento gravimétrico, recuperar 37% do material para fins energéticos, com um teor de 67,0% de cinzas e 2,9% de enxofre total. Ainda, 10% do material poderá ser recuperados para obtenção de um concentrado rico em pirita. O material remanescente, com densidade intermediária, poderá ser disposto com um menor potencial de geração de acidez. / Coal tailing deposits can be a source of various environmental problems. It demands large physical area, change the topography and generate the acid mine drainage (AMD). The aim of this work was to characterize the coal tailing deposit of Carbonífera Criciúma S/A, seeking the separation of three fractions for future reuse: (a) a fraction of low density for energy production in thermoelectric plants, (b) a fraction of intermediate density, with predominance of inert minerals, and (c) a fraction of high density, for commercial use of pyrite. The work methodology consisted in sample collection and characterization of the material. The characterization included particle size analysis, densimetric studies and material analyses in terms of ash and total sulfur. The results showed that 68% of the material is composed by coarse particles (between 50.8 mm and 2.0 mm), and 15% of fine particles (between 2.0 and 0.1 mm) and 17% sludge from settling ponds. It is possible, by gravimetric concentration, to recover 34.2% of the material for energetic application, with 67.0% ash and 2.9% sulfur. Still, 10.0% of the material can be recovered as a pyrite rich concentrate. The remaining material, with intermediate density, can be discarded with a lower acid generation potential.

A presença de elevada carga nitrogenada em corpos hídricos pode causar sérios impactos ambientais como a eutrofização e a toxicidade do meio. Um dos processos que possibilitam a remoção de nitrogênio de efluentes é a adsorção, na qual o uso de adsorventes alternativos tem sido aplicado para o aproveitamento de resíduos e redução dos custos no processo. Dentro deste contexto, o processo de extração e beneficiamento do carvão fóssil na Região Sul do Brasil produz um rejeito (RB) com características que possibilitam sua aplicação na síntese de zeólitas, as quais podem ser utilizadas como adsorventes. Assim, o objetivo da presente tese foi avaliar a remoção do íon amônio de soluções aquosas por adsorção utilizando-se zeólitas naturais e sintetizadas a partir do rejeito RB. Em um primeiro momento, experimentos de adsorção foram conduzidos utilizando-se zeólita Na-clinoptilolita para conhecimento dos parâmetros termodinâmicos e da capacidade de regeneração do material. Posteriormente, a síntese de zeólitas utilizando rejeito RB foi realizada variando-se a fonte de alumínio, o emprego da agitação do meio durante a síntese e temperatura de calcinação do rejeito. A caracterização dos materiais foi feita através das técnicas de Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada a Espectroscopia por Dispersão em Energia (MEV-EDS), Potencial Zeta (PZ), Fluorescência de Raios X (FRX), Porosimetria de Nitrogênio (BET), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Capacidade de Troca Catiônica (CTC). Por fim, experimentos de adsorção de amônio foram feitos para o material que apresentou o maior conteúdo de íons sódio em sua composição. Quanto aos estudos com a Na-clinoptilolita, o estudo termodinâmico demostrou que a constante de equilíbrio (K0) da adsorção da zeólita estimada por diferentes métodos pode apresentar variação de até 105 de um método para outro. O estudo em questão também revelou que o método de Gaines e Thomas é o mais adequado para a estimativa dos parâmetros termodinâmicos. Nos testes de regeneração da zeólita utilizando-se solução NaCl de 0,5 a 3,0 M foram obtidos valores acima de 76% de regeneração para toda faixa de concentração avaliada, sem o reuso da solução de NaCl. Os testes feitos com o reuso da solução salina na etapa da dessorção permitiram concluir que é possível tratar até 160 mL de efluente utilizando-se somente 20 mL de solução NaCl 1,0 M, mantendo-se uma capacidade de adsorção equivalente a 80% da capacidade original da zeólita. Através da aplicação de diferentes condições de síntese utilizando o rejeito RB, foram obtidos sete diferentes materiais. O material que apresentou maior conteúdo de Na+ em sua composição foi obtido utilizando-se: pré-tratamento do rejeito com calcinação a 800 °C, síntese sem agitação do meio reacional e sem adição de fonte de alumínio. As análises do material indicaram formação de zeólitas dos tipos SOD e LTA. Quanto à adsorção de íons amônio, o mesmo apresentou capacidade de adsorção (qe) equivalente a 6,8 mg·g-1 (a 25ºC), que corresponde a 34 % do valor obtido para a Na-clinoptilolita, indicando que a síntese ainda necessita de melhoramentos para tornar o material mais competitivo frente à zeólita natural comercializada. / The presence of high nitrogen loading in water bodies can cause serious environmental impacts, such as eutrophication and toxicity of the medium. One of the process that enables nitrogen removal from effluents is adsorption, in which the use of alternative adsorbents have been applied in order to reuse wastes from other production processes and for lowering costs. Within this context, the coal mining and beneficiation in southern Brazil generates a waste with features that allow its application in zeolite synthesis. Thus, the objective of this thesis was to evaluate the removal of ammonium from aqueous solutions by adsorption using a natural zeolite and a zeolite synthesized from coal beneficiation tailings. Firstly, adsorption experiments were conducted using the natural zeolite Na-clinoptilolite in order to understand the thermodynamics and regeneration of process. Then, zeolite synthesis experiments using coal beneficiation tailings (RB) were conducted by varying the source of aluminum, stirring during crystallization step, and the calcination temperature applied to RB. The characterization of materials was made through the techniques of X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy coupled to Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), Zeta Potential (ZP), X-rays Fluorescence (XRF), Porosimetry of Nitrogen (BET), Infrared Spectroscopy Fourier Transform (FTIR) and Cation Exchange Capacity (CEC). Finally, a test of ammonium adsorption was made with the material that had the highest content of Na+ in its composition. Regarding the studies with Na-clinoptilolite, the thermodynamic study showed that the equilibrium constant (K0) to adsorption process estimated through different approaches can present variation of up to 105 from one method to another. This study also revealed that the Gaines and Thomas method was the most adequate to the estimative of thermodynamic parameters. In the Na-clinoptilolite regeneration tests using NaCl solution from 0.5 to 3.0 M were obtained values above 76% regeneration to whole concentration range evaluated, without the reuse of NaCl solution. Tests made with the reuse of saline solution in the desorption step showed that it is possible to treat up to 160 mL of effluent using only 20 mL of NaCl solution, maintaining an adsorption capacity of 80 % of zeolite original capacity. By applying different synthesis conditions using the by-product of coal processing, seven different materials were obtained. The material with the highest content of Na+ was obtained using: calcination at 800°C as a thermal pretreatment applied to the waste, no stirring of the reaction during crystallization step and no additional aluminum source. The analysis of this material indicated formation of zeolites SOD and LTA. This same material was tested for the adsorption of ammonium, resulting in adsorption capacity (qe) of 6.8 m2·g-1, under the same conditions as the test with Na-clinoptilolite (at 25 ºC), which corresponds to 34 % of Na-clinoptilolite capacity, indicating that the synthesis still need some improvement in order to make the synthetic material competitive faced with the natural one.

Resíduos de mineração, dispostos em barragens de rejeito, são materiais de baixas densidades e resistências, em geral – muitas vezes, suscetíveis à liquefação. Desta forma, técnicas de melhoramento de solos, tais como o Deep Soil Mixing, surgem como possibilidade à estabilização destes materiais. Neste sentido, baseado nesta técnica, este trabalho visa avaliar o comportamento mecânico de resíduos de mineração de ouro estabilizados com cimento, comparativamente aos rejeitos no estado natural, analisando fatores de influência (quantidade de agente cimentante, umidade inicial das amostras e líquido empregado na moldagem). Para este propósito, ensaios de resistência à compressão simples, de compressão diametral, de ondas ultrassônicas e triaxiais não-drenados (CIU) foram empregados. Os resultados mostram que os resíduos de mineração, nas condições representativas de campo, apresentam baixas resistências e suscetibilidade à liquefação a baixas tensões confinantes. Por sua vez, os ensaios com resíduo estabilizado com cimento revelaram que: o aumento nas taxas de cimentação, a diminuição dos teores de umidade iniciais das amostras e uso de licor proveniente das barragens de rejeito nas moldagens, repercutiram, em geral, em aumentos nas resistências (qu e qt) e na rigidez inicial (G0) das misturas As análises de variância comprovaram que todos os fatores controláveis estudados foram significativos para as respostas avaliadas e demonstraram que a influência da dosagem de cimento foi muito mais pronunciada, em relação às outras variáveis. O comportamento tensão-deformação das misturas, sob condições não-drenadas, foi típico de materiais cimentados submetidos à baixas tensões confinantes – com geração de poro-pressões negativas devidas à tendência à dilatação. Ainda, ficou demonstrado que o índice porosidade/teor volumétrico de cimento (η/Civ) é adequado para a previsão do comportamento mecânico das misturas resíduo-cimento, considerando os parâmetros estudados – ampliando a possibilidade de aplicação deste índice. Foi observado, que existe uma proporcionalidade direta entre as resistências à tração e à compressão das misturas, que independe da relação η/Civ, sendo esta traduzida através de um valor escalar único (ξ = 0,17). / Mine tailings are materials of low in situ densities and strengths, in general – often susceptible to liquefaction. In view of this, soil improvement methods such as Deep Soil Mixing can be alternatives for the stabilization of these materials. In this sense, based on DSM techniques, this research aims to analyze the mechanical behaviour of cemented gold mine tailings, comparing to its natural condition, evaluating factors that influence the stabilization (cement content, initial water content and type of water for preparing specimens). For this purpose, unconfined compressive tests, splitting tensile tests, ultrasonic pulse velocity tests and undrained triaxial (CIU) tests were used. The results showed that remoulded mine tailings samples presented low strength and liquefaction susceptibility under low confining pressures. In its turn, the tests with cemented gold tailings revealed that: increasing the cement content, decreasing initial water content and using water from the tailings pond (liquor) in moulding provided strength (qu and qt) and initial stiffness (G0) gains on the mixtures of gold mine tailings-Portland cement. In this regard, the variance analysis statistically demonstrated that all the factors chosen on the experiment were significant to the parameters assessed It is also showed that the cement content influence was much more pronounced than other factors. Furthermore, the stress-strain behaviour of the blends is typical of cemented materials under low confining pressures and undrained conditions – with negative pore-pressures build-up. In addition, it is demonstrated that the porosity/cement index controls the mechanical performance of gold tailings-Portland cement blends, considering the whole range of densities and cement contents studied – what broadens the applicability of such index. Finally, it was found a single relationship between tensile (qt) and compressive strength (qu) equal to 0.17, being independent of the porosity/cement ratio.

A mineração altera as condições ambientais naturais. Uma alternativa estudada para a recuperação de áreas degradadas é o uso de lodo de esgoto (LE) gerado por estações de tratamento de esgoto (ETE). Desse modo, o presente trabalho avaliou o uso integrado de rejeito de mineração de basalto (RM) e resíduo de saneamento (lodo de esgoto) como substituto ao uso de solo de cobertura (SC) durante a recuperação ambiental de pedreiras. Um experimento ex situ foi montado no Centro de Tecnologia/UFRGS, conferindo-se a adição de LE ou SC a RM e comparado à utilização de SC por meio de análises de fertilidade de solos e plantio de gramínea (Avena strigosa) como variáveis respostas. Amostras de RM e de SC foram obtidas em pedreira de basalto em Novo Hamburgo-RS e o LE, em uma ETE no mesmo município. Inicialmente RM, SC e LE foram caracterizados em termos de teor de matéria orgânica (MO) para definição dos tratamentos. O LE foi caracterizado conforme CONAMA 375/2006. O delineamento experimental consistiu em 5 tratamentos (misturas) e 5 blocos: (A) RM (0,1% MO), (B) RM + LE (1,8% MO), (C) RM + SC (1,8% MO), (D) SC (3,2% MO) e (E) RM + LE (3,2% MO) Os tratamentos foram submetidos à caracterização química (pH, macro e micronutrientes) e granulometria. Paralelamente, semeou-se aveia preta (Avena strigosa) a qual foi coletada, seca e pesada durante a conclusão do ciclo vegetativo; a massa seca e o teor de nutrientes em tecido foliar foram comparados. Resultados mostram baixo teor de MO em RM (0,1%), diferentemente do SC (3,2%) e do LE (15,1%). O LE cumpre os parâmetros impostos pela legislação. A granulometria dos tratamentos A, B e E, foi caracterizada como arenosa e dos tratamentos C e D como média. As misturas com RM + LE com 1,8 e 3,2% de MO apresentaram níveis adequados de pH, micro e macronutrientes, o que refletiu na maior produção de matéria seca e teores de nutrientes no tecido foliar dos tratamentos B e E. Verificou-se que a mistura de LE e RM possui vantagens em termos de produção de matéria seca quando comparado ao SC, mostrando que o uso integrado de LE e de RM, na forma proposta, pode ser usado como material substituto ao uso de SC para recuperação de áreas degradadas, contribuindo ainda, na disposição final destes materiais. / Mining impacts natural environmental conditions. A widely studied alternative to address environmental restoration in degraded areas is the use of sewage sludge (LE), which is a byproduct of urban sewage treatment plant (ETE). In this context, the present study evaluated the integrated use of basalt quarry waste (RM) and sewage sludge (LE) as a substitute for natural soils (SC) during quarry environmental restoration. An ex situ experiment was installed at the Technology Center of UFRGS in which LE or SC where mixed to RM and compared to the use of SC through soil fertility analysis and grass growth (Avena strigosa) as dependent variables. RM and SC samples were collected at a basalt quarry in the city of Novo Hamburgo-RS, and LE at an ETE in the same city. Initially, RM, SC and LE were characterized in terms of organic matter content (MO) which was used for the definition of treatments. The LE was characterized according to CONAMA 375/2006. A completely randomized design experiment was used, including five treatments (mixtures) and five blocks: (A) RM (0.1% MO), (B) RM + LE (1.8% MO), (C) RM + SC (1.8% MO), (D) SC (3.2% MO) e (E) RM + LE (3,2% MO) Chemical (pH, macro and micronutrients) and particle size distribution characterization analysis were performed in all soil mixture treatments. In parallel, black oat (Avena strigosa) was sown in all treatments which was cut, dried and weight near to its vegetative cycle conclusion; dry mass production and nutrients in plant tissue were compared. Results showed low MO in RM (0.1%) differently from SC (3.2%) and LE (15.1%). LE is in accordance with CONAMA legislation. Texture of treatments A, B and E was characterized as coarse and in treatments C and D as medium. Mixtures containing RM + LE with 1.8% and 3.2% MO had adequate pH and micro and macronutrient content, what is supported by the highest dry mass production in the B and E treatments. It was verified that the addition of LE to the RM leads to better outcomes in terms of dry mass production when compared to SC. Results show that as proposed, the integrated use of LE and RM can be used as an alternative for SC use in environmental restoration, also contributing to these materials’ disposal.

Orientador: Profa. Dra. Graziella Colato Antonio / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2016. / O Aterro Municipal de Santo André (ATMSA) foi inaugurado em 1987 no munícipio de Santo André. Está inserido no bairro Cidade São Jorge ocupando uma área de 217.000 m2. Quando foi instalado inicialmente não foi projetado para realizar o aproveitamento energético do biogás gerado no aterro. Com a publicação da Lei nº 12.305/10, que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), se prevê grandes mudanças no cenário de gestão e gerenciamento dos resíduos sólidos no Brasil. Portanto, o cenário apresentado no ATMSA pode sofrer modificações, pois esta política incentiva à utilização do resíduo em várias rotas tecnológicas, visando o aproveitamento energético desses resíduos, assim como a reciclagem e compostagem. Nesse contexto, o objetivo desta pesquisa foi realizar um estudo de benchmarking dos modelos tecnológicos da gestão de resíduos sólidos urbanos (RSU) em Portugal, com o intuito de aplicar esse modelo no ATMSA. Para aplicar o benchmarking foi realizada uma avaliação qualitativa composta por cinco critérios que compararam alguns Ecoparques de Portugal, de forma a selecionar o Ecoparque com a maior eficiência no tratamento dos resíduos. A ferramenta estratégica que apoiou o benchmarking foi a análise SWOT (strenght-weaknessopportunity- threat), a qual identificou os desafios da implantação em um ambiente interno e externo. Esse estudo permitiu a indicação dos melhores tratamentos dos resíduos de forma a reduzir a quantidade de rejeitos, aumentar de forma quantitativa o setor de reciclagem e elevar a vida útil do aterro. Como resultado verificou-se que, de acordo com o tipo de resíduo que chega até o ATMSA, a combinação da reciclagem com algumas rotas tecnológicas (aproveitamento do biogás de aterro, biodigestão e incineração) tendem a aproveitar de uma maneira mais completa os resíduos. É importante salientar, que não se deve esquecer dos desafios atuais, políticos, econômicos e culturais do Brasil para que o resíduo chegue até o aterro em sua melhor forma de aproveitamento e que a proposta aqui possa ser realizada na prática. / The Municipal Landfill of Santo André (ATMSA) started it operation in 1987 in Santo André municipality. It occupies in the Cidade São Jorge district use an area of 217,000 m2. When installed it was not initially planned to make the energy generated in the landfill. The Law No. 12 305 / 10, establishing the National Policy on Solid Waste (PNRS) providing major changes for the management of solid waste in Brazil, encourages the use of various technological routes, aiming at energy recovery of the waste, as well as composting and recycling. In this context, the objective of this research was to conduct a benchmarking study of the technological models of municipal solid waste management (MSW) in Portugal, in order to apply them to ATMSA. The benchmarking was performed througle a qualitative assessment consists of five criteria that compared some Ecoparques of Portugal, in order to select the Ecopark with greater efficiency in waste treatment. The strategic tool that supported the benchmarking was the SWOT (strength-weakness-opportunity-threat), which identified the challenges of implementation in internal and external environment. This study indicate the best treatments to reduce the amount of waste, to increase quantitatively the recycling industry, and to extend the useful life of the landfill. The results show that, according to the type of waste reaching the ATMSA, are the best waste utilization is obtained trouble technological routes suede as landfill biogas, digestion and incineration. It is important to note that the current challenges the current challenges, political, economic and cultural in Brazil that the waste reaches the landfill at its best recovery and that this type of project can be realized in practice.

Depósitos de rejeitos de carvão proporcionam uma série de problemas ambientais, pois ocupam uma grande área física, modificam o relevo, a paisagem e geram a drenagem ácida de minas (DAM). Assim, o objetivo do presente trabalho foi realizar a caracterização do material em um depósito de rejeitos da Carbonífera Criciúma S/A, de forma a avaliar a possibilidade de separação de três frações para futura reutilização: (a) uma fração de densidade baixa, rica em carvão para uso energético; (b) uma fração de densidade intermediária, com predomínio de materiais inertes; (c) uma fração de densidade alta, para uso comercial da pirita. A metodologia do trabalho consistiu na coleta de amostras e caracterização do material. A caracterização incluiu a análise granulométrica, estudos de afunda-flutua em meios densos e análises do material em termos de teor de cinzas e enxofre total. Os resultados demonstraram que 68% do material apresentam granulometria grosseira (entre 50,8 mm e 2,0 mm), 15% granulometria fina (entre 2,0 e 0,1 mm) e que 17% correspondem ao lodo proveniente das bacias de decantação. Os estudos indicam que é possível, por beneficiamento gravimétrico, recuperar 37% do material para fins energéticos, com um teor de 67,0% de cinzas e 2,9% de enxofre total. Ainda, 10% do material poderá ser recuperados para obtenção de um concentrado rico em pirita. O material remanescente, com densidade intermediária, poderá ser disposto com um menor potencial de geração de acidez. / Coal tailing deposits can be a source of various environmental problems. It demands large physical area, change the topography and generate the acid mine drainage (AMD). The aim of this work was to characterize the coal tailing deposit of Carbonífera Criciúma S/A, seeking the separation of three fractions for future reuse: (a) a fraction of low density for energy production in thermoelectric plants, (b) a fraction of intermediate density, with predominance of inert minerals, and (c) a fraction of high density, for commercial use of pyrite. The work methodology consisted in sample collection and characterization of the material. The characterization included particle size analysis, densimetric studies and material analyses in terms of ash and total sulfur. The results showed that 68% of the material is composed by coarse particles (between 50.8 mm and 2.0 mm), and 15% of fine particles (between 2.0 and 0.1 mm) and 17% sludge from settling ponds. It is possible, by gravimetric concentration, to recover 34.2% of the material for energetic application, with 67.0% ash and 2.9% sulfur. Still, 10.0% of the material can be recovered as a pyrite rich concentrate. The remaining material, with intermediate density, can be discarded with a lower acid generation potential.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1693328 bytes, checksum: 9905b10816789bbd9a402bcb57696f47 (MD5) Previous issue date: 2010-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The tailings from bauxite washing presents chemical, physical and biological characteristics unsuitable for revegetation, which complicates the environmental reclamation of the deposition ponds. This study was conducted in the National Forest Saracá-Taquera (ICMBio), Porto Trombetas, Oriximiná-PA, and aimed to evaluate physical changes, the content of organic matter and microbial respiration of a substrate formed by the disposal of tailing from bauxite beneficiation at Porto Trombetas - PA, after ten years of environmental reclamation. The experiment was installed in 1999 in randomized block design with three replications. Three treatments were evaluated: T1 - without seedlings planting and without application of lime and fertilizer, T2 - planting of native species and lower level of fertilization; T3 - planting of native species and higher level of fertilization. In the field were determined the penetration resistance (RP) and substrate moisture (&#952;) until 60 cm depth. In the laboratory were determined: Limiting Water Range (IHO), S index, pore distribution by diameter classes, whose classes were: > 50, 50 to 10, 10 to 0.2 and < 0.2 &#956;m; bulk density (Ds); macro (Pma) and microporosity (Pmi); total porosity (Pt); water dispersible clay (ADA); organic matter (MO) and microbial respiration (RM). The results were statistically analyzed using orthogonal contrasts and simple linear correlation. RP values for treatments T1, T2 and T3 ranged from 2.15 to 4.61, 2.29 to 4.15 and from 2.79 to 4.02 MPa, respectively. Only at a depth of 55 to 60 cm is that there was treatments significant effect, where T3 had a higher average value of RP. Treatments T2 and T3 had higher &#952; at depths of 0 to 10, 20 to 30 and 30 to 40 cm. There was no significant difference between treatments T2 and T3 for these depths. The correlation coefficient between &#952; and RP was -0.73, which demonstrates the importance of water in the attenuation of the RP. Starting from treatment T1 to treatment T3 there is displacement of the IHO to left, in other words the lowest Ds values were obtained on treatment T3. The RP value used in the calculation as limiting the IHO (3.5 MPa) was adequate for the present study, and also is recommended not only for substrates formed by tailings of beneficiation of bauxite, but also to areas in process of environmental recovery. The S index values for treatments T1, T2 and T3 were 0.059, 0.053 e 0.044, respectively. The results of the remaining physical analysis indicated that the substrate on treatment T3 showed better physical quality, especially when compared to treatment T1 contesting the S index results. So the S index was not efficient to represent the physical changes in the substrate, after ten years of reclamation. In the study of pore distribution by diameter classes, the higher contribution was due to pores with diameters less than 0.2 &#956;m where water is strongly retained. The effect of treatments T2 and T3 resulted in an increased in the pore volume in the diameter class > 50 &#956;m. These treatments differed significantly only for the class of diameter > 50 &#956;m, in which the treatment T2 presented higher volume. The average values of Ds for the substrate in treatments T1, T2 and T3 were 1.38, 1.31 and 1.13 kg dm-3, respectively. Treatments T2 and T3, compared to T1, favored an increase of Pmi, Pt, RM and MO, and reduction of Ds and ADA in the substrate. The treatment T3 showed increased on the Pmi and decreased on the Ds and Pma, compared with treatment T2. Significant effect was observed on treatment T3 on the reduction of Ds and increased Pmi, Pt, RM and MO, compared to treatment T1. The lowest values obtained for ADA in treatments T2 and T3 may be associated with higher levels of flocculant character cations associated with the effect of MO on the aggregates stabilization, reducing the clay dispersion. The MO showed significant correlation with Pmi (r = 0.80), Pt (r = 0.85) and Ds (r = -0.74). The RM showed significant correlation with Pmi (r = 0.73), Pt (r = 0.81), MO (r = 0.961) and Ds (r = -0.63). The substrate chemistry correction and the planting of tree species were fundamental to the establishment of vegetation and environmental reclamation of the tailing ponds in Porto Trombetas. The planting of native species and the application of lime and fertilizer provided higher biomass production, resulting in improvement of the substrate physical attributes, especially in the substrate that received the highest level of fertilization. New characterizations should be conducted to identify the ecological balance level that can be achieved in these areas. / O rejeito da lavagem de bauxita apresenta características químicas, físicas e biológicas inadequadas para a revegetação, o que dificulta a recuperação ambiental dos tanques de deposição. Este trabalho foi realizado na Floresta Nacional Saracá-Taquera (ICMBio), Porto Trombetas, Oriximiná - PA, e teve como objetivo avaliar as alterações físicas, o teor de matéria orgânica e a respiração microbiana de um substrato formado pela disposição de rejeito de lavagem de bauxita em Porto Trombetas - PA, após dez anos de recuperação ambiental. O experimento foi instalado no ano de 1999, em delineamento experimental em blocos casualizados, com três repetições. Três tratamentos foram avaliados: T1 - sem plantio e sem aplicação de calcário e fertilizantes; T2 - com plantio de espécies nativas e menor nível de adubação; T3 - com plantio de espécies nativas e maior nível de adubação. Em campo foram determinados a resistência à penetração (RP) e a umidade do substrato (&#952;), até 60 cm de profundidade. Foram determinados em laboratório: Intervalo Hídrico Ótimo (IHO); índice S; distribuição de poros por classes de diâmetro, cujas classes foram: > 50, 50 a 10, 10 a 0,2 e < 0,2 &#956;m; densidade do substrato (Ds); macro (Pma) e microporosidade (Pmi); porosidade total (Pt), argila dispersa em água (ADA), matéria orgânica (MO) e respiração microbiana (RM). Os resultados foram analisados estatisticamente por meio de contrastes ortogonais e correlação linear simples. Os valores de RP para os tratamentos T1, T2 e T3 variaram de 2,15 a 4,61, 2,29 a 4,15 e 2,79 a 4,02 MPa, respectivamente. Apenas na profundidade de 55 a 60 cm é que houve efeito significativo dos tratamentos, em que o tratamento T3 apresentou maior valor médio de RP. Os tratamentos T2 e T3 apresentaram maiores &#952; nas profundidades de 0 a 10, 20 a 30 e 30 a 40 cm. Não houve diferença significativa de &#952; entre os tratamentos T2 e T3 para essas profundidades. O coeficiente de correlação entre &#952; e RP foi de -0,73, o que demonstra o importante papel da água como atenuadora da RP. Partindo do tratamento T1 para o tratamento T3, nota-se deslocamento dos IHO para a esquerda, ou seja, os menores valores de Ds foram obtidos no tratamento T3. O valor de RP utilizado como limitante no cálculo do IHO (3,5 MPa) mostrou-se adequado para o presente estudo, sendo recomendado não apenas para substratos formados de rejeito de beneficiamento de bauxita, mas também para áreas em processo de recuperação ambiental. Os valores do índice S para os tratamentos T1, T2 e T3 foram de 0,059, 0,053 e 0,044, respectivamente. Os resultados das demais análises físicas mostraram que o substrato no tratamento T3 apresentou melhor qualidade física, sobretudo quando comparado ao tratamento T1, contestando os resultados do índice S. Dessa forma, o índice S não foi eficiente para representar as alterações físicas que ocorreram no substrato após dez anos de revegetação. No estudo da distribuição de poros por classes de diâmetro, a maior contribuição foi decorrente de poros com diâmetros inferiores a 0,2 &#956;m, nos quais a água é fortemente retida. O efeito dos tratamentos T2 e T3 resultou em aumento do volume de poros na classe de diâmetro > 50 &#956;m. Esses tratamentos diferiram significativamente apenas para a classe de diâmetro > 50 &#956;m, em que o tratamento T2 apresentou maior volume. Os valores médios de Ds para o substrato nos tratamentos T1, T2 e T3 foram de 1,38, 1,31 e 1,13 kg dm-3, respectivamente. Os tratamentos T2 e T3, em relação ao tratamento T1, favoreceram o aumento de Pmi, Pt, RM e MO, e a redução da Ds e da ADA no substrato. Comparado ao tratamento T2, o tratamento T3 apresentou significativo aumento na Pmi e redução na Ds e a Pma. Foi observado efeito significativo do tratamento T3 sobre a redução da Ds e aumento da Pmi, Pt, RM e MO, comparado ao tratamento T1. Os menores valores de ADA obtidos para os tratamentos T2 e T3 podem estar associados aos maiores teores de cátions de caráter floculante, associados ao efeito da MO sobre a estabilização de agregados, reduzindo a dispersão da argila. A MO apresentou correlação significativa com a Pmi (r = 0,80), Pt (r = 0,85) e Ds (r = -0,74). A RM apresentou correlação significativa com a Pmi (r = 0,73), Pt (r = 0,81), MO (r = 0,96) e Ds (r = -0,63). A correção química do substrato e o plantio de espécies arbóreas foram fundamentais para o estabelecimento de vegetação e recuperação ambiental dos tanques de rejeito em Porto Trombetas. O plantio de espécies nativas e a aplicação de calcário e fertilizantes proporcionaram maior produção de biomassa, resultando em melhoria dos atributos físicos do substrato, sobretudo no que recebeu o maior nível de adubação. Novas caracterizações deverão ser realizadas a fim de identificar o nível de equilíbrio ecológico que pode ser alcançado nessas áreas.